海上风电逐渐从浅海的桩柱型向深海的漂浮式发展。采用风机正向设计SAMCEF for Wind Turbine软件对安装于水深100 m处的三浮体式风机平台整体结构进行了模态分析。由计算结果分析可知,浮式风机整体结构振型比较复杂,不同构件振型变化较大,平台的振动对上部塔架有连带作用;平台低阶振型主要表现为纵荡、横荡、垂荡,横摇、纵摇和首摇,能够有效避开海洋频区对结构造成的不利影响;高阶振型表现为振荡和摇动的复合。由坎贝尔图可知,浮式风机塔架自振频率和风机叶片旋转频率不会产生共振。
海上风力发电具有广阔的应用前景,因此要大力发展海上风机。以单桩式近海风力发电机为例,利用风机正向设计专业软件SAMCEF for Wind Turbine,对风机结构进行模态分析,得到结构的振动特性。由分析结果可知,风机整体振型复杂,不同构件振型变化较大,构件之间有连带作用;在系统的各阶振型中,每个构件的应变能贡献值各不相同,在设计风机时应避开结构的共振区域,以免造成风机结构的破坏。
